20172301 《Java軟件結構與數據結構》實驗三報告

時間 2019-12-08

標籤 Java軟件結構與數據結構實驗報告欄目 Java 简体版

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20172301 《Java軟件結構與數據結構》實驗三報告

課程：《Java軟件結構與數據結構》
班級： 1723
姓名：郭愷
學號：20172301
實驗教師：王志強老師
實驗日期：2018年11月20日
必修/選修：必修php

一.實驗內容

實驗一

實驗二

實驗三

實驗四

實驗五

二.實驗過程及結果

實驗一：

實驗一是比較簡單的，代碼是書上的代碼。主要是Junit測試由於很久沒有用過，老是會有一些錯誤，相似junit測試方法前沒有添加test，或者junit測試的assert方法實現。
測試用例設計狀況（正常，異常，邊界，正序，逆序），關於測試用例，對於排序的異常，是ClassCastException，是轉換髮生了錯誤。具體是例如1、2、3、4、a、b是不能夠比的，也就是不能排序。

排序應該是沒有邊界測試的。html

對於查找的異常，是ArrayIndexOutOfBoundsException，是數組越界。即查找範圍超過了數組範圍。

查找應該是沒有逆序測試的。java

實驗一測試結果截圖：
查找測試：

排序測試：

web
藍墨雲連接算法

實驗二：

實驗二首先要移到包裏面，須要注意的是測試類的位置，須要放在項目的test文件夾中，而且變動目錄爲Test Sources Root。windows

實驗二測試結果截圖：

數組
藍墨雲連接瀏覽器

實驗三：

七種查找算法分別是：線性查找、二分查找、插值查找、斐波那契查找、樹表查找、分塊查找、哈希查找。以前的學過的查找方式，這裏就再也不多說了。
須要注意的是，插值查找和斐波那契查找都是二分查找的優化，因此他們所查找的序列應該也是有序的。數據結構

我重點解釋一下分塊查找。
在以前的學習中，咱們學習過度塊排序。那麼類比推理一下，分塊查找的原理應該也是相似的。分塊查找的最大特色就應該是塊內無序，塊間有序。 經過這個特色，咱們能夠首先能夠肯定目標元素在哪一個塊裏面，而後經過順序查找肯定其位置。
能夠說，是一種折半查找和順序查找的優化改進的方法。函數

那麼這裏，我直接用了以前的分塊方法。

private static <T extends Comparable<? super T>> int partition(T[] data, int min, int max)
    {
        T partitionelement;
        int left, right;
        int middle = (min + max) / 2;

        //使用中間數據值做爲分區元素
        partitionelement = data[middle];
        // 暫時把它移開
        swap(data, middle, min);

        left = min;
        right = max;

        while (left < right)
        {
            // 搜索一個元素，它是>分區元素
            while (left < right && data[left].compareTo(partitionelement) <= 0)
                left++;

            // 搜索一個元素，它是<分區元素
            while (data[right].compareTo(partitionelement) > 0)
                right--;

            // 交換元素
            if (left < right)
                swap(data, left, right);
        }

        // 將分區元素移動到適當的位置
        swap(data, min, right);

        return right;
    }

而後，在分塊查找裏劃分爲幾個部分。

int partition = partition(data,min,max); 
  int leftPartition = partition(data,min,partition-1);
  int rightPartition = partition(data,partition+1,max);

判斷具體位置後，進行線性查找。

實驗三測試結果截圖：
藍墨雲連接

實驗四：

這裏的排序算法是希爾排序，堆排序，二叉樹排序。

這裏仍是重點介紹一下希爾排序。由於有關第八週的測試，希爾排序學長提出了一點問題。

這裏我先放出我當時的答案。

學長說這裏應該是4插入到13的前面。

咱們這裏就應該注意希爾排序的基本思想：

希爾排序是把記錄按下標的必定增量分組，對每組使用直接插入排序算法排序；隨着增量逐漸減小，每組包含的關鍵詞愈來愈多，當增量減至1時，整個文件恰被分紅一組，算法便終止。

希爾排序也是插入排序，對簡單插入排序的改進方法。

因此，對於這道題來講，最後4應該直接插入到13的前面。

實驗四測試結果截圖：

異常：
藍墨雲連接

實驗五：

基於安卓實現查找和排序功能。是以前實驗的一個整合。

實驗五測試結果截圖：
藍墨雲連接

三. 實驗過程當中遇到的問題和解決過程

問題1：實驗三中七種查找算法中的斐波那契查找，對於其中擴展數組的操做，C++實現：

int  * temp;//將數組a擴展到F[k]-1的長度
  temp=new int [F[k]-1];
  memcpy(temp,a,n*sizeof(int));

int * temp是聲明一個int類型的數組。
memcpy()方法應該是有關複製的操做，在java中應該如何實現。

問題1解決方案：
- memcpy()函數
  - 函數原型：void *memcpy (voiddest, const void src, size_t n);
  - 功能：由src指向地址爲起始地址的連續n個字節的數據複製到以destin指向地址爲起始地址的空間內。
- 由此，這個功能應該就是複製原數組到一個新數組中。
- 在java上有多種實現方式：
  - for循環代碼能夠說是很直觀，靈活而且便於理解，可是效率有時候不高。
```
// 經過for循環
  int[] array2 = new int[5];
  for(int i = 0;i < array1.length;i++) {
     array2[i] = array1[i];
 }
 for(int i = 0;i < array2.length;i++) {
     System.out.print(array2[i]);
 }
 System.out.println();
```
  - System.arraycopy()方法經過源碼能夠觀察到native，是原生態方法，效率天然更高。
```
public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,
                                     Object dest, int destPos,
                                    int length);
```
  - Arrays.copyOf()方法在源碼上是基於System.arraycopy()，因此效率天然低於System.arraycpoy()。
```
// 經過Arrays.copyOf()
int[] array4 = new int[5];
 array4 = Arrays.copyOf(array1, 5);
 for (int i = 0; i < array4.length; i++) {
     System.out.print(array4[i]);
 }
```
  - Object.clone()方法從源碼來看也是native方法，但返回爲Object類型，因此賦值時將發生強轉，因此效率不如以前兩種。
```
// 經過Object.clone()
 int[] array5 = new int[5];
 array5 = array4.clone();
 for (int i = 0; i < array5.length; i++) {
     System.out.print(array5[i]);
 }
```